[发明专利]一种超高纯316L不锈钢及其制备方法

权利要求书

1.一种超高纯316L不锈钢，其特征在于，该不锈钢包括以下质量百分数的原材料：

C≤0.01％，Si≤0.3％，Mn≤0.50％，Ni14~15％，Cr16.5~18％，Mo2.5~3％，Nb≤0.01％，Fe余量；

该不锈钢中的固体元素杂质组分P≤0.02％，S≤0.005％，Cu≤0.05％，Al≤0.005％，Ca≤0.005％，Ti≤0.01％，Se≤0.005％；气体元素杂质组分O≤8ppm，N≤50ppm，H≤1.6ppm；

该不锈钢中粗系夹杂物含量为零，细系夹杂物A+B+C+D+DS之和小于0.5；杂质金相中α相为0，δ相小于0.2%。

2.如权利要求1所述超高纯316L不锈钢，其特征在于，屈服强度≥515MPa，抗拉强度≥650MPa，延伸率≥20%，硬度210~300HB，断面收缩率≥40%。

3.一种用于制备如权利要求1所述超高纯316L不锈钢的方法，其特征在于，采用VIM+VAR的双真空二次精炼工艺，包括：

根据需求选取钢锭模，将钢锭模清洗后固定，并选取原材料：C≤0.01％，Si≤0.3％，Mn≤0.50％，Ni14~15％，Cr16.5~18％，Mo2.5~3％，Nb≤0.01％，Fe粉末余量；

将原材料混合后经VIM熔炼成钢液，将钢液浇筑至钢锭模中；

将浇筑后的钢锭模进行VAR处理，以获得能用于气体输送的高纯316L钢铸锭。

4.如权利要求3所述制备超高纯316L不锈钢的方法，其特征在于，钢锭模清洗，包括：

将钢锭模依次经酒精和水进行冲洗，并用氮气吹扫钢锭模的内壁，完成钢锭模的清洗。

5.如权利要求3所述制备超高纯316L不锈钢的方法，其特征在于，将原材料混合后经VIM熔炼成钢液，包括：

将混合后的原材料加入感应炉内，依次经机械泵和扩散泵抽真空至感应炉内压力小于0.3 hPa后，开启感应炉，并以20~100 kW功率低温烘烤进一步排气，直至感应炉内压力低于0.1 hPa；

采用200~900kW功率进行熔化，熔化温度为1000~1400℃，经1~6h后物料全部熔清，此时继续搅拌10~60min同时启动高真空分子泵；

静置钢液，持续监测钢液温度与感应炉内气压逐步降低功率，以100~500kW继续精炼30~120min；

精炼结束后进行取样检测，判定是否需要向钢液中补加原材料，以使钢液中各成分满足要求。

6.如权利要求5所述制备超高纯316L不锈钢的方法，其特征在于，判定是否需要向钢液中补加原材料，包括：

若某种原材料成分没有达到预先设定的要求，则向钢液中补加对应成分；

补加时需保证新物料加入重熔功率为100~600kW，温度高于1200℃，重熔至补加成分熔清后再持续搅拌10~60min，直至钢液中各成分满足要求。

7.如权利要求3所述制备超高纯316L不锈钢的方法，其特征在于，将钢液浇筑至钢锭模中，包括：将钢液温度控制在1000~1400℃，保持气压低于0.1 hPa。

8.如权利要求3所述制备超高纯316L不锈钢的方法，其特征在于，将浇筑后的钢锭模进行VAR处理，包括：

对VAR炉膛进行检漏，依次通过机械泵和分子泵抽真空至气压低于0.1 hPa后，对炉膛进行检漏；

漏率满足要求后送电开始熔炼，起弧时间为2~8min，之后钢料进入稳定的熔炼期，此时向炉内持续通入氩气吹扫维持炉内气压为0.1~0.8kPa，加强钢液的冷却与杂质排出，之后进入补缩期；

熔炼结束后关闭进出气路，在氩气保护下冷却1~6h出炉，获得高纯316L钢铸锭。

9.如权利要求8所述制备超高纯316L不锈钢的方法，其特征在于，对炉膛进行检漏，包括：在装料前，采用真空计与计时器对炉膛进行测漏，漏率小于8 mbar·L/s时满足要求。

10.如权利要求8所述制备超高纯316L不锈钢的方法，其特征在于，VAR处理采用电压电流双控制，包括：

起弧电流为1~6kA，电压为10~30V；

稳定熔炼期电流为4~8kA，电压为20~45V；

补缩期电流从稳定熔炼期的值逐步降低至0.2~1kA，电压为5~25V。